Čeprav ni izumil sestavljenega mikroskopa, je bil njegov dizajn bistveno izboljšan od prejšnjih različic. Vsebuje:
* Dve leči :leča objektiva v bližini vzorca in leča okularja za gledanje. To je omogočilo večjo povečavo v primerjavi z mikroskopi z eno lečo.
* Mehanska stopnja :To je omogočilo natančno premikanje vzorca.
* Osvetlitev :Hooke je zasnoval lasten sistem osvetljevanja z uporabo ogledala za usmerjanje sončne svetlobe na vzorec.
Njegov mikroskop je bil izjemen dosežek tistega časa, saj mu je omogočal podrobna opazovanja žuželk, rastlin in drugih majhnih predmetov. S pomočjo tega instrumenta je med preučevanjem tanke rezine plute slavno odkril in poimenoval "celice".